1. Funktionelle Organisation der Tiere und deren Baupläne

Transkript

1 Gegenstände der Vorlesung 1. Funktionelle Organisation der Tiere und deren Baupläne 15 Vorlesungen Kössl, Grünewald 2. Sinne,Nerven,Verhalten 9 Vorlesungen Volknandt, Gaese 3. Evolutionsbiologie 4 Vorlesungen Oehlmann 4. Einführung in die Anthropologie 4 Vorlesungen Schrenk, Herteler

2 Lehrbücher Zoologie allgemein Wehner, Gehring: Zoologie, Georg Thieme Campbell, Mitchell, Reece: Biologie, Pearson Hickman et al.: Zoologie, Pearson Praktikum Storch, Welsch: Kükenthal Zoologisches Praktikum, Gustav Fischer Physiologie Eckert: Tierphysiologie, Georg Thieme. Heldmeier, Neuweiler: Vergleichende Tierphysiologie 1/2, Springer

3 Fachchinesisch Vorne: anterior (=rostral; oral) Hinten: posterior (=caudal) Seitlich: lateral Mittig: medial Rückenseite: dorsal Bauchseite: ventral Körpernah: proximal Körperfern: distal

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5 Gewebe: Verband gleichartig differenzierter Zellen und ihrer Abkömmlinge Tierischer Körper: ca. 200 Zelltypen 4 Grundgewebe Grundgewebe des Tierkörpers: Epithelgewebe (Deckgewebe) Binde- und Stützgewebe Muskelgewebe Nervengewebe

6 Epithelgewebe Definition: Flächig angeordnete Zellverbände, welche die Körperoberflächen bilden oder innere Körperhohlräume auskleiden. Zwischen den Epithelzellen liegt sehr wenig Interzellularsubstanz. Epithelien erzeugen im Körper eine Kompartimentierung und ermöglichen die Bildung funktioneller Einheiten Phylogenetisch und ontogenetisch die ältesten Gewebe.

7 apikal Zellkontakt Grundsätzlicher Aufbau Epithelzelle Polarität der Zellen basal Basallamina Bindegewebe Cuticula Mikrovilli (enthalten Aktin) Cilien (enthalten Mikrotubuli) Prof. Vater, Uni Potsdam

8 Tight junction ( Verschlusskontakt ) 1 2 Transmembranproteine verbinden die Zellmembranen zwei benachbarter Epithelzellen Barriere für extrazell. Molekülbewegung essentiell für Kompartimentierung Ultrastruktur (Gefrier- Bruch): Strangförmige Anordnung der Verschluß- Leisten

9 Evolution und Systematik A.R. Wallace (1858) On the tendency of varieties to depart indefinitely From the original type

10 Zentrale These der Darwin schen Evolutionstheorie: Die rezenten (heute noch lebenden) Arten haben sich im Lauf der Evolution in den aufeinanderfolgenden Generationen in schrittweiser, allmählicher Umbildung aus andersgearteten Organismen entwickelt. Die treibende Kraft ist die natürliche Selektion.

11 Biologische Systematik (Taxonomie) Ziel: Begründung eines natürlichen Systems der Arten. C. Linne ( ): Jede Art erhält einen lateinischen Doppelnamen z.b. Homo sapiens Gattungsname Artname Biologischer Artbegriff - Biospecies: Eine Biospecies ist eine Gruppe sich tatsächlich oder potentiell kreuzender, natürlicher Populationen, die von anderen reproduktiv isoliert sind. Art = Fortpflanzungsgemeinschaft, geschlossene genetische Systeme Biologischer Artbegriff Morphospecies Morphospecies = Gesamtheit aller Individuen, die in ihren wesentlichen Merkmalen (auch nichtmorphologischen!) übereinstimmen.

12 Systematische Kategorien (Taxa; Singular: Taxon) Species (Art) Genus (Gattung) Familie Ordnung Klasse Unterstamm Stamm (Phylum) Canis lupus (Wolf) Canis (Wolf- und Schakalartige) Canidae (Hundeartige) Carnivora (Raubtiere) Mammalia (Säugetiere) Wirbeltiere (Vertebrata) Chordata (Chordatiere)

13 Homologie Merkmale, die auf gemeinsamen Vorfahren zurückführbar sind (gleiche phylogenetische Herkunft). Beispiel: Vorderextremitäten der Wirbeltiere; Mundwerkzeuge der Insekten. Merkmale: Strukturen; Moleküle; Entwicklungsabläufe; Verhaltensweisen; Funktionsabläufe Analogie (Konvergenz) Merkmale, die gleiche Funktion haben, aber nicht auf gemeinsamen Vorfahren zurückführbar sind (verschiedene phylogenetische Herkunft). Ähnlichkeit ist durch funktionelle Bedürfnisse bedingt. Beispiel: Linsenaugen von Tintenfisch und Wirbeltier.

14 Beispiele für Homologien Grundschema Vogel Archaeopteryx Flugsaurier Fledermaus Prof. Vater, Uni Potsdam

15 Beispiele für Analogie Tintenfischauge: Einstülpung der Epidermis (Augenblase). Linse: Sekretionsprodukt Grabbeine Maulwurfsgrille Wirbeltierauge: Ausstülpung des Gehirns (Augenblase). Linse: Abfaltung von Epidermis Maulwurf Prof. Vater, Uni Potsdam

16 Homologie-Kriterien 3. Das Kriterium der spezifischen Qualität Ähnliche Strukturen können auch ohne Rücksicht auf die gleiche Lage homologisiert werden, wenn sie in zahlreichen Sondermerkmalen übereinstimmen. Die Sicherheit wächst mit dem Grad der Komplexität der verglichenen Struktur. Maßgeblich für das Homologiekriterium der spezifischen Qualität ist also der "innere Aufbau" eines Organs oder einer Struktur. Bsp. Schädel von Menschen und Primaten; Hautschuppen von Haien und Zähne von Menschen 1. Das Kriterium der Lage Alle Organe und Organteile sind homolog, wenn ihre Lage in vergleichbaren Bauplänen identisch ist Bsp. Extremitätenknochen von Wirbeltieren 2. Das Kriterium der Kontinuität Organe die verschieden gestaltet bzw. gelagert sind, sich jedoch durch Zwischenformen verbinden lassen, sind homolog. Zwischenformen die in der Phylogenie oder Ontogenie auftauchen können Homologie erhärten. Bsp: Halsschlagader von Säugern ist über Zwischenstufen den kiemenbogenarterien von Fischen homologisierbar

17 Großgliederung des Tierreichs Unterreich: Protozoa (Einzellige Tiere) 7 Stämme Unterreich: Metazoa (Vielzellige Tiere) 23 Stämme

18 Liste der Tierstämme im Praktikum Cnidaria (Nesseltiere) Plathelminthes (Plattwürmer) Nematoda (Fadenwürmer) Annelida (Ringelwürmer) Arthropoda (Gliederfüßer) Chordata (Chordatiere) Polypen, Quallen, Korallen Leberegel, Bandwürmer Spulwürmer Regenwurm, Blutegel Spinnen, Krebse, Insekten Manteltiere, Schädellose, Wirbeltiere weitere wichtige Molluska (Weichtiere) Stämme: Echinodermata (Stachelhäuter)

19 wissenschaftlicher Name Das Tierreich in Zahlen deutscher Name Zahl der rezenten Arten Porifera Schwämme Cnidaria Nesseltiere Plathelminthes Plattwürmer Mollusca Weichtiere Annelida Ringelwürmer Arthropoda Gliederfüßer Nematoda Fadenwürmer Tentaculata Tentakeltiere Echinodermata Stachelhäuter Chordata (Mammalia) Chordatiere (Säugetiere) Gesamtzahl ca (4.500)